JP6451910B1 - センサ管理ユニット、センシングデータ流通システム、センシングデータ評価方法、およびセンシングデータ評価プログラム - Google Patents

センサ管理ユニット、センシングデータ流通システム、センシングデータ評価方法、およびセンシングデータ評価プログラム Download PDF

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Abstract

センサ管理ユニットは、センサ管理ユニットの外部に設けられた少なくとも1つのセンサ装置からセンシングデータを受信するように構成されたセンサ管理ユニットであって、センシングデータは、センサ装置が対象を観測することによって生成され、かつ、対象以外に起因した雑音を示す背景雑音データを含み、センサ管理ユニットは、背景雑音データを取得するように構成された背景雑音データ取得部と、背景雑音データに基づいてセンシングデータの信頼性を判定するように構成された信頼性判定部と、信頼性判定部による判定結果を出力するように構成された判定結果出力部とを備える。

Description

この発明は、センシングデータを、提供側と利用側との間で流通させる技術に関する。
従来、センサ装置でセンシングしたセンシングデータを、提供側と利用側との間で流通させるセンサネットワークシステムが検討されている(例えば、特許文献1参照)。ここで言うセンサ装置とは、センサ、あるいはセンサが複数接続されるデバイスである。センシングデータは、観測対象の観測特性をセンサ装置でセンシングしたものである。ここで言う、観測対象は、実世界の現象の抽象(人、物、事象等)である。また、観測特性は、センサで観測する観測対象の特性である。観測対象は、例えば、環境である。環境の観測特性は、例えば、温度、湿度、気圧、音圧、照度、紫外線、加速度である。
提供側は、センサ装置、およびこのセンサ装置でセンシングして提供するセンシングデータにかかるセンサ側メタデータをネットワークサーバに登録する。また利用側は、センシングデータを利用するアプリケーション、およびこのアプリケーションで利用するセンシングデータにかかるアプリ側メタデータをネットワークサーバに登録する。センサ側メタデータは、センサ、および当該センサにより得られるセンシングデータの属性に関する情報である。アプリ側メタデータは、アプリケーション自身、および当該アプリケーションが必要とするセンシングデータの属性に関する情報である。
ネットワークサーバは、センサ側メタデータと、アプリ側メタデータとのマッチングを行って、アプリケーションの要求を満たすセンシングデータを提供可能なセンサ装置を抽出する。ネットワークサーバは、抽出したセンサ装置を管理するセンサ管理ユニットに対してデータフロー制御指令を送信する。このデータフロー制御指令は、データ提供元(センサ装置)からデータ利用先(アプリケーション)にセンシングデータを流通させることを指令するものである。
特許第5445722号公報
ところで、従来、環境の観測特性をセンシングするセンサ装置は、所定の場所に設置されて、一方的にセンシングデータを送信していた。このため、利用側はセンサ装置の状況を知ることができなかった。例えば、センサ装置が、設置場所から脱落して、設置場所とは異なる場所の環境の観測特性をセンシングしていても、利用側は、そのセンサ装置のセンシングで得られたセンシングデータを受信することになる。このため、利用側はセンサ装置の上記状況を知ることができない。従って、提供側と利用側との間で、信頼性が低いセンシングデータが流通するおそれがあった。
この発明の目的は、データ利用側にセンシングデータの信頼性の指標を提供する技術を提供することにある。
この発明に従うセンサ管理ユニットは、センサ管理ユニットの外部に設けられた少なくとも1つのセンサ装置からセンシングデータを受信するように構成されたセンサ管理ユニットであって、センシングデータは、センサ装置が対象を観測することによって生成され、かつ、対象以外に起因した雑音を示す背景雑音データを含み、センサ管理ユニットは、背景雑音データを取得するように構成された背景雑音データ取得部と、背景雑音データに基づいてセンシングデータの信頼性を判定するように構成された信頼性判定部と、信頼性判定部による判定結果を出力するように構成された判定結果出力部とを備える。
背景雑音は、観測者が注目する観測対象の観測特性に依存しないが、センサ装置の状況に応じて変化する。このため、背景雑音を解析することで、センサ装置の状況の変化を検知でき、その結果として、センシングデータの信頼性の指標を得ることができる。上記構成によれば、背景雑音データに基づくセンシングデータの信頼性の判定結果が出力される。このため、データ利用側にセンシングデータの信頼性の指標を提供できる。
なお、背景雑音データ取得部は、センサ装置から前記背景雑音データを受信してもよい。
また、背景雑音データ取得部は、センシングデータから前記背景雑音データを抽出してもよい。
また、信頼性判定部は、背景雑音データが示す値と閾値とを比較することによってセンシングデータの信頼性を判定してもよい。
また、センサ装置として、少なくとも第1センサ装置と第2センサ装置とが存在する場合に、信頼性判定部は、第1センサ装置によって生成されたセンシングデータに含まれている背景雑音データと、第2センサ装置によって生成されたセンシングデータに含まれている背景雑音データとを比較することによって、第1センサ装置によって生成されたセンシングデータの信頼性を判定してもよい。
この発明に従うセンサ管理ユニットは、各センサ装置の設置場所を示すセンサ装置設置場所データを記憶するように構成された記憶部と、センサ装置設置場所データを参照して、第1センサ装置に近接する位置に設置されているセンサ装置を第2センサ装置として選択するように構成されたセンサ装置選択部とををさらに備えてもよい。
この発明によれば、データ利用側にセンシングデータの信頼性の指標を提供できる。
図1は、センシングデータ流通システムを示す概略図である。 図2は、センサ装置2の主要部の構成を示すブロック図である。 図3は、GW端末1の主要部の構成を示すブロック図である。 図4は、提供側データカタログ100を示す概略図である。 図5は、センサ装置2における背景雑音データの生成処理を示すフローチャートである。 図6(A)、図6(B)、および図6(C)は、背景雑音データ生成機能部212がソートするセンシングデータの例を示す図である。 図7(A)、図7(B)、および図7(C)は、センシングデータを昇順にソートすることで得られたソート済み配列の例を示す図である。 図8(A)および図8(B)は、背景雑音データ生成機能部212がソートするセンシングデータの例を示す図である。 図9は、センシングデータを昇順にソートすることで得られたソート済み配列の例を示す図である。 図10(A)および図10(B)はセンシングデータの頻度の分布の例を示す図である。 図11は、GW端末1におけるセンサ装置2の登録処理を示すフローチャートである。 図12は、GW端末1における提供側データカタログ100の生成処理を示すフローチャートである。 図13(A)および図13(B)は、GW端末1における提供側データカタログ100の編集時の画面例を示す図である。 図14は、センシングデータ提供処理を示すフローチャートである。 図15は、GW端末1におけるセンシングデータの信頼性の判定処理を示すフローチャートである。 図16は、GW端末6の主要部の構成を示すブロック図である。 図17は、GW端末6におけるセンシングデータの信頼性の判定処理を示すフローチャートである。
以下、この発明の実施形態について説明する。
まず、センシングデータ流通システムについて説明しておく。図1は、センシングデータ流通システムを示す概略図である。このセンシングデータ流通システムは、ゲートウェイ端末1(GW(Gateway)端末1)、センサ装置2、センサネットワークサーバ3、およびアプリケーションシステム4を備えている。このセンシングデータ流通システムは、提供側と利用側との間でセンシングデータを流通させるシステムである。GW端末1が、この発明で言うセンサ管理ユニットに相当する。センサ装置2は、センサ、あるいはセンサが複数接続されるデバイスである。以下では、複数のセンサ装置2のそれぞれを区別する場合、それらをセンサ装置2a,2bのように記載することがある。
GW端末1およびセンサ装置2が、センシングデータを提供する提供側の構成である。アプリケーションシステム4が、センシングデータを利用する利用側の構成である。センサネットワークサーバ3が、センシングデータの取引を行うインタネット上のマーケットプレースであるセンシングデータ流通市場、すなわちSensing Data Trading Market(SDTM)を実現するための構成である。
提供側は、SDTMで取引(販売)するセンシングデータにかかる提供側データカタログ100(提供側DC100)をセンサネットワークサーバ3に送信し、登録する。提供側データカタログ100は、提供するセンシングデータにかかる属性情報を記述したものである。
利用側は、SDTMで取引(購入)するセンシングデータにかかる利用側データカタログ101(利用側DC101)をセンサネットワークサーバ3に送信し、登録する。利用側データカタログ101は、利用するセンシングデータの属性情報を記述したものである。
センサネットワークサーバ3は、登録済みの提供側データカタログ100と利用側データカタログ101とに基づき、利用側データカタログ101を満たすセンシングデータを提供できる提供側を抽出するマッチング処理を行う。
提供側は、マッチング処理にともなうデータフロー制御指令に応じて、センシングデータを利用側に送信する。このデータフロー制御指令は、マッチング処理のマッチング結果に応じて、センサネットワークサーバ3、提供側、利用側等の何れかの機器において発生される。すなわち、データフロー制御指令を発生させる機器は、特定の機器に限定されるものではない。
センサネットワークサーバ3は、ネットワーク5を介して提供側(GW端末1、およびセンサ装置2)が複数接続できる構成である。また、センサネットワークサーバ3は、ネットワーク5を介して利用側(アプリケーションシステム4)が複数接続できる構成である。図1では、提供側、および利用側を1つずつ例示している。また、センシングデータは、図1に示すように、センサネットワークサーバ3を介して、提供側から利用側に送信される構成であってもよいし、センサネットワークサーバ3を介することなく、提供側から利用側に直接送信される構成であってもよい。
図2は、センサ装置2の主要部の構成を示すブロック図である。センサ装置2は、制御部21、センサ部22、ゲートウェイ接続部23(GW接続部23)、センシングデータ記憶部24、およびデバイス情報記憶部25を備えている。センサ装置2は、その設置場所における、温度、湿度、気圧、音圧、照度、紫外線、加速度等をセンシングする環境センサであってもよいし、これ以外の種類のセンサであってもよい。また、センサ装置2は、センシングが行える観測特性が1つである構成であってもよいし、複数である構成であってもよい。
センサ部22は、観測対象の観測特性をセンシングするためのセンサを有する。センサ部22が有するセンサは、1つであってもよいし、複数であってもよい。GW接続部23は、有線、または無線でGW端末1を接続するための構成である。GW接続部23は、GW端末1との間におけるデータの入出力を制御するインタフェースとして機能する。センシングデータ記憶部24は、センサ部22が出力したセンシングデータを記憶している。センシングデータ記憶部24は、複数の時点におけるセンシングデータを記憶している。
デバイス情報記憶部25は、デバイス情報を記憶している。デバイス情報は、センサ装置に関する情報(デバイス型式、デバイス識別子、デバイス内の設定値等)である。デバイス型式はデバイスの型式を示す。デバイス識別子は、工場出荷時にデバイス毎にユニークに設定されるコードであり、デバイスを特定する識別コードである。デバイス内の設定値は、デバイスの動作や入出力される信号等を規定するパラメータである。
制御部21は、センサ装置2本体各部の動作を制御する。また、制御部21は、図2に示すように、センシングデータ管理部211および背景雑音データ生成機能部212を有している。
センシングデータ管理部211は、所定時間毎に、センサ部22からセンシングデータを取得して、それをセンシングデータ記憶部24に記憶する。センシングデータ管理部211は、所定時間毎に、センシングデータ記憶部24に記憶された未送信のセンシングデータと、デバイス情報記憶部25から得られるデバイス識別子とを含むデータをGW端末1に送信する。即ち、センシングデータ管理部211は、センシングデータ記憶部24に記憶されたセンシングデータをGW端末1に一括して送信する。センシングデータ管理部211は、所定時間毎に、現在から一定期間前までのセンシングデータ以外のセンシングデータをセンシングデータ記憶部24から消去する。
背景雑音データ生成機能部212は、所定時間毎に、センサ部22のセンシングから得られるセンシングデータから、背景雑音が反映された背景雑音データを抽出する。背景雑音は、センシングにより得られた情報の中で、観測者が注目する情報以外の情報である。すなわち、背景雑音データは、観測対象以外に起因した雑音を示すデータである。背景雑音データは、たとえば、センサ装置2の電源ON中にセンサ装置2内で生じる雑音データと、センサ装置2の周辺環境において生じる雑音データとを含む。背景雑音データ生成機能部212は、生成した背景雑音データと、デバイス情報記憶部25から得られるデバイス識別子とを含むデータをGW端末1に送信する。
センシングデータ管理部211は、センシングデータ記憶部24に記憶されたセンシングデータを一括してGW端末1に送信する代わりに、センサ部22からセンシングデータを取得する毎に、そのセンシングデータをGW端末1に送信してもよい。背景雑音データ生成機能部212は、GW端末1の要求に応じて、背景雑音データを生成してもよい。センシングデータの送信と背景雑音データの送信とは、同じタイミングで行われてもよいし、異なるタイミングで行われてもよい。
このセンサ装置2の制御部21は、ハードウェアCPU、メモリ、その他の電子回路によって構成されている。ハードウェアCPUが、上述した、センシングデータ管理部211および背景雑音データ生成機能部212として機能する。また、メモリは、この発明にかかるセンシングデータ提供プログラムを展開する領域や、このセンシングデータ提供プログラムの実行時に生じたデータ等を一時記憶する領域を有している。制御部21は、ハードウェアCPU、メモリ等を一体化したLSIであってもよい。
図3は、GW端末1の主要部の構成を示すブロック図である。GW端末1は、制御部11、センサ装置接続部12、操作部13、通信部14、雛形保存データベース15(雛形保存DB15)、データカタログ保存データベース16(データカタログ保存DB16)、およびセンシングデータ保存データベース17(センシングデータ保存DB17)を備えている。このGW端末1は、パーソナルコンピュータ(PC)であってもよいし、スマートフォンやタブレット等の携帯端末であってもよいし、その他の情報処理装置であってもよい。ここでは、GW端末1は、スマートフォンとして説明する。
制御部11は、GW端末1本体各部の動作を制御する。また、制御部11は、図3に示すように、センサ装置登録機能部111、センシングデータ取得機能部112、データカタログ生成機能部113、センシングデータ出力制限機能部114、背景雑音データ取得機能部115、信頼性判定部116、および判定結果出力部117を有している。背景雑音データ取得機能部115が、この発明で言う背景雑音データ取得部に相当する。制御部11が有する、センサ装置登録機能部111、センシングデータ取得機能部112、データカタログ生成機能部113、センシングデータ出力制限機能部114、背景雑音データ取得機能部115、信頼性判定部116、および判定結果出力部117の詳細については後述する。
センサ装置接続部12は、有線、または無線でセンサ装置2を接続するための構成である。センサ装置接続部12は、センサ装置2との間におけるデータの入出力を制御するインタフェースとして機能する。
操作部13は、GW端末1本体に対する操作者の入力操作を受け付ける。この例では、操作部13は、表示器、およびこの表示器の画面上に貼付したタッチパネルを有する。操作部13は、表示器に表示する画面(ユーザインタフェースにかかる画面等)の表示も制御する。
通信部14は、ネットワーク5を介した外部機器とのデータ通信を制御する。図1に示すセンサネットワークサーバ3およびアプリケーションシステム4が、ここで言う外部機器に相当する。また、外部機器は、センサネットワークサーバ3およびアプリケーションシステム4に限らない。
雛形保存DB15は、提供側データカタログ100の雛形を記憶する。ここで、提供側データカタログ100について説明しておく。図4は、提供側データカタログ100を示す概略図である。
提供側データカタログ100には、大別すると、データカタログ番号、センシングデータ提供者、センシングデータ提供期間、センシングデータ測定場所、センシングデータ対象、センシングデータ信頼性、イベントデータ仕様、およびデータ売買契約条件が含まれている。データカタログ番号は、提供側データカタログ100を識別する番号である。センシングデータ提供者は、センシングデータを提供する組織(個人、または事業者)にかかる属性情報である。センシングデータ提供期間は、センシングデータを提供する期間にかかる属性情報である。センシングデータ測定場所は、観測対象をセンシングする場所にかかる属性情報である。センシングデータ対象は、観測対象、および観測特性にかかる属性情報である。センシングデータ信頼性は、センシングデータの信頼性にかかる属性情報である。イベントデータ仕様は、イベント条件に関する属性情報である。データ売買契約条件は、センシングデータの取引にかかる属性情報である。
提供側データカタログ100は、センシング毎に変化しない静的な属性情報を含む静的データカタログと、センシング毎に変化し得る動的な属性情報を含む動的データカタログとで構成されてもよい。静的な属性情報は、例えば、センシングデータ提供者である。動的な属性情報は、例えば、センシングデータ信頼性である。
データカタログ保存DB16は、提供側データカタログ100を記憶するための記憶部である。データカタログ保存DB16は、少なくともセンサネットワークサーバ3に登録した提供側データカタログ100を記憶している。すなわち、センサネットワークサーバ3に登録した提供側データカタログ100は、データカタログ保存DB16に記憶されている。
なお、データカタログ保存DB16に記憶されている提供側データカタログ100の中に、センサネットワークサーバ3に登録していない提供側データカタログ100が含まれていてもよい。
センシングデータ保存DB17は、センサ装置2でセンシングした観測対象の観測特性のセンシングデータを記憶する。
上述した、雛形保存DB15、データカタログ保存DB16、およびセンシングデータ保存DB17は、何れか2つ以上のデータベースを組み合わせて統合した構成にしてもよい。例えば、雛形保存DB15およびデータカタログ保存DB16を1つのデータベースで構成してもよいし、雛形保存DB15、データカタログ保存DB16、およびセンシングデータ保存DB17を1つのデータベースで構成してもよい。
次に、制御部11が有する、センサ装置登録機能部111、センシングデータ取得機能部112、データカタログ生成機能部113、センシングデータ出力制限機能部114、背景雑音データ取得機能部115、信頼性判定部116、および判定結果出力部117について説明する。
センサ装置登録機能部111は、センサ装置2のデバイス識別子をGW端末1本体に登録する処理を行う。GW端末1は、複数のセンサ装置2が登録できる構成である。GW端末1は、本体に登録されていないセンサ装置2によりセンシングされたセンシングデータをSDTMで取引することができない。言い換えれば、SDTMで取引することができるセンシングデータは、GW端末1本体に登録されたセンサ装置2によってセンシングされたセンシングデータに限られる。
なお、提供側は、GW端末1本体に登録したセンサ装置2によってセンシングされたセンシングデータであっても、SDTMで取引しないことも選択できる。
センシングデータ取得機能部112は、センサ装置接続部12において接続されているセンサ装置2から、このセンサ装置2によってセンシングされたセンシングデータを取得する。センシングデータ取得機能部112は、取得したセンシングデータをセンシングデータ保存DB17に保存する。
データカタログ生成機能部113は、センサネットワークサーバ3に登録する提供側データカタログ100を生成する。データカタログ生成機能部113は、雛形保存DB15に記憶している提供側データカタログ100の雛形を利用して、提供側データカタログ100を生成する。データカタログ生成機能部113は、操作者(提供者)の編集操作を受け付け、提供側データカタログ100を生成する。操作者は、操作部13において提供側データカタログ100の編集操作を行う。
センシングデータ出力制限機能部114は、センサ装置2によってセンシングされ、センシングデータ取得機能部112で取得したセンシングデータを分類するフィルタリング処理を行う。このフィルタリング処理は、通信部14において外部機器(利用側)に送信することを許可している項目のセンシングデータと、外部機器に送信することを許可していない項目のセンシングデータとを分類する処理である。
背景雑音データ取得機能部115は、センサ装置接続部12に接続されているセンサ装置2から背景雑音データを取得する(受信する)。即ち、背景雑音データ取得機能部115は、センサ装置2のセンシングにより得られたセンシングデータに含まれる背景雑音が反映された背景雑音データを取得する。背景雑音データ取得機能部115は、取得した背景雑音データを信頼性判定部116に送る。
背景雑音データ取得機能部115は、センシングデータ保存DB17に保存されているセンシングデータから背景雑音データを生成してもよい。この場合、センサ装置2の背景雑音データ生成機能部212は不要である。背景雑音データ取得機能部115は、図5に示すような背景雑音データ生成処理を行う。
信頼性判定部116は、背景雑音データ取得機能部115により取得された背景雑音データを用いて、センシングデータの信頼性を判定する。信頼性判定部116は、背景雑音データに含まれる背景雑音の大きさを閾値と比較することでセンシングデータの信頼性を判定する。
判定結果出力部117は、信頼性判定部116によるセンシングデータの信頼性の判定結果を出力する。判定結果出力部117は、データカタログ保存DB16に保存された提供側データカタログ100のセンシングデータ信頼性を更新する。判定結果出力部117は、センシングデータの信頼性の判定結果をセンサネットワークサーバ3に送信し、センサネットワークサーバ3に登録された提供側データカタログ100のセンシングデータ信頼性を更新する。
判定結果出力部117は、センシングデータの信頼性の判定結果が所定条件を満たさない場合、センサネットワークサーバ3を介して、またはセンサネットワークサーバ3を介さずに、センシングデータの信頼性の判定結果を、そのセンシングデータの利用者に通知してもよい。
なお、判定結果出力部117は、更新した提供側データカタログ100をセンサネットワークサーバ3に送信し、センサネットワークサーバ3に登録された提供側データカタログ100を更新してもよい。
判定結果出力部117は、更新対象の提供側データカタログ100がまだ生成されていない場合、センシングデータの信頼性の判定結果を消去してもよいし、提供側データカタログ100の生成に利用するために保存してもよい。
提供側データカタログ100が静的データカタログおよび動的データカタログで構成されている場合、判定結果出力部117は動的データカタログのみを更新すればよい。
このGW端末1の制御部11は、ハードウェアCPU、メモリ、その他の電子回路によって構成されている。ハードウェアCPUが、上述した、センサ装置登録機能部111、センシングデータ取得機能部112、データカタログ生成機能部113、センシングデータ出力制限機能部114、背景雑音データ取得機能部115、信頼性判定部116、および判定結果出力部117として機能する。また、メモリは、この発明にかかるセンシングデータ提供プログラムを展開する領域や、このセンシングデータ提供プログラムの実行時に生じたデータ等を一時記憶する領域を有している。制御部11は、ハードウェアCPU、メモリ等を一体化したLSIであってもよい。
次に、センサ装置2における背景雑音データの生成処理について説明する。図5は、この例にかかるセンサ装置2における背景雑音データの生成処理を示すフローチャートである。
背景雑音データ生成機能部212は、現在から所定時間前までの間にセンシングデータ管理部211がセンサ部22から取得したN個のセンシングデータを、センシングデータ記憶部24から読み出す(s1)。換言すると、背景雑音データ生成機能部212は、センサ部22のセンシングから得られた時系列データを、センシングデータ記憶部24から読み出す。背景雑音データ生成機能部212が一度に扱うセンシングデータデータの個数Nは、適宜定められる。
背景雑音データ生成機能部212は、センシングデータの値の大きさに従ってN個のセンシングデータを昇順にソートすることで、ソート済み配列を生成する(s2)。即ち、センシングデータ管理部211は、時間の経過に従ったセンシングにより得られるセンシングデータを、センシングデータの値の大きさに従ってソートする。例えば、ソートアルゴリズムとしてクイックソートを使用してもよい。これにより、センサ装置に使用されるような、処理速度がそれほど速くないCPUでも、高速にソートを行うことができる。
背景雑音データ生成機能部212は、センシングデータの値の大きさに従って、N個のセンシングデータを降順にソートしてもよい。
図6(A)、図6(B)、および図6(C)は、背景雑音データ生成機能部212がソートするセンシングデータの例を示している。図6(A)、図6(B)、および図6(C)は、音圧のセンシングから得られたセンシングデータの例を示している。図6(A)、図6(B)、および図6(C)において、縦軸は音圧レベルであり、横軸は音圧レベルが測定された時間である。図6(A)は、背景雑音が通常より大きい場合の音圧レベルの例である。図6(B)は、背景雑音が通常より小さい場合の音圧レベルの例である。図6(C)は、マイクの穴が塞がれた場合の音圧レベルの例である。
図7(A)、図7(B)、および図7(C)は、センシングデータを昇順にソートすることで得られたソート済み配列の例を示している。図7(B)および図7(C)は、図7(A)に示すソート済み配列における背景雑音に相当する部分を示している。図7(C)において、横軸は対数目盛となっている。図7(A)、図7(B)、および図7(C)において、縦軸は音圧レベル(ソート済み配列の要素の値)であり、横軸はソート済み配列の要素の順位である。p%の要素はソート済み配列のp×N/100番目の要素である。図7(A)、図7(B)、および図7(C)において、ソート済み配列SA1,SA2,SA3は、それぞれ、図6(A)、図6(B)、および図6(C)に示すセンシングデータのソートから得られたものである。ソート済み配列SA1,SA2,SA3の0%から10%の要素の値は、図6(A)、図6(B)、および図6(C)に示す音圧レベルにかかる背景雑音の特徴を反映して、ソート済み配列SA1,SA2,SA3の順に小さくなっている。
なお、この例では、センシングデータにかかる信号の中で、挙動が大きい信号以外の信号を背景雑音としている。
図8(A)および図8(B)は、背景雑音データ生成機能部212がソートするセンシングデータの例を示している。図8(A)および図8(B)は、音圧のセンシングから得られたセンシングデータの例を示している。図8(A)および図8(B)において、縦軸は音圧レベルであり、横軸は音圧レベルが測定された時間である。図8(A)に示すセンシングデータと図8(B)に示すセンシングデータとを比較すると、音圧レベルの大きな挙動は互いに異なるが、背景雑音は互いに類似している。
図9は、センシングデータを昇順にソートすることで得られたソート済み配列の例を示している。図9において、縦軸は音圧レベル(ソート済み配列の要素の値)であり、横軸はソート済み配列の要素の順位である。図9において、横軸は対数目盛となっている。図9において、ソート済み配列SA4,SA5は、それぞれ、図8(A)および図8(B)に示すセンシングデータのソートから得られたものである。ソート済み配列SA4とソート済み配列SA5とを比較すると、ソート済み配列における背景雑音に相当する部分は、互いに略一致している。
図8(A)、図8(B)、および図9に示すように、センシングデータにかかる信号の形状が互いに異なるにも関わらず、ソート済み配列における背景雑音に相当する部分は、互いに略一致している。換言すると、センシングデータにかかる信号の形状が変化しても、ソート済み配列における背景雑音に相当する部分は殆ど変化しない。このため、センシングデータをソートすることで、センシングデータにかかる信号の大きな挙動の影響を受けずに、背景雑音に相当する信号を正確に抽出できる。
背景雑音データ生成機能部212は、ソート済み配列における背景雑音に相当する部分から要素を抽出することで、背景雑音データを生成する(s3)。例えば、背景雑音データは、ソート済み配列における、1番目の要素の値(N個のセンシングデータの中の最小値)、1%の要素の値、および10%の要素の値の組である。例えば、図7(C)に示すソート済み配列SA1,SA2,SA3から得られる1番目の要素の値は、それぞれ、28.9dB、27.7dB、26.6dBである。1%の要素の値は、それぞれ、29.7dB、28.3dB、27.1dBである。10%の要素の値は、それぞれ、31.6dB、29.0dB、27.7dBである。
背景雑音データ生成機能部212は、センシングデータの頻度の分布に基づいて背景雑音データを生成してもよい。この場合、背景雑音データは、センシングデータの頻度の分布における背景雑音に相当する部分の頻度である。図10(A)および図10(B)はセンシングデータの頻度の分布の例を示している。図10(B)は、図10(A)に示すセンシングデータの頻度の分布における背景雑音に相当する部分を示している。図10(A)および図10(B)において、縦軸は頻度である。より具体的には、縦軸は、1dB毎の区間に属するセンシングデータの個数である。例えば、27.5dB以上28.5dB未満の区間に属するセンシングデータの個数は、約360個である。横軸は音圧レベルである。図10(A)および図10(B)において、頻度の分布FD1,FD2,FD3は、それぞれ、図6(A)、図6(B)、および図6(C)に示すセンシングデータから得られたものである。例えば、背景雑音データは、音圧レベルが27.5dB以上28.5dB未満である区間における頻度である。
ソート済み配列に基づいて背景雑音データを生成する場合、センシングデータの頻度に基づいて背景雑音データを生成する場合と比較して、次のような有利な点がある。第1に、センシングデータの順位を割合で表すことができる。第2に、ソート済み配列に基づいて背景雑音データを生成する場合、センシングデータの頻度に基づいて背景雑音データを生成する場合のように区間を定める必要がないので、恣意性が入りにくい。
以下、GW端末1の動作について説明する。まず、GW端末1におけるセンサ装置2の登録処理について説明する。図11は、この例にかかるGW端末1におけるセンサ装置2の登録処理を示すフローチャートである。
GW端末1は、センサ装置登録機能部111がセンサ装置接続部12に接続されているセンサ装置2に対して登録要求を送信する(s11)。センサ装置2は、GW端末1から送信されてきた登録要求を受信すると、自機のデバイス識別子をGW端末1に送信する。
センサ装置登録機能部111は、センサ装置2から送信されてきたデバイス識別子を受信すると(s12)、今回受信したデバイス識別子をメモリに記憶するデバイス登録を行い(s13)、本処理を終了する。
また、センサ装置登録機能部111は、センサ装置2が提供側データカタログ100の雛形を記憶している構成であれば、この登録処理において、センサ装置2から提供側データカタログ100の雛形を取得してもよい。この場合、センサ装置登録機能部111は、取得した提供側データカタログ100の雛形と、デバイス識別子とを対応付けて、雛形保存DB15に記憶する。また、センサ装置登録機能部111は、センサ装置2が提供側データカタログ100の雛形を記憶しているインタネット上のサイトのアドレスを記憶している構成であれば、このアドレスを取得し、取得したアドレスにアクセスして、提供側データカタログ100の雛形を取得してもよい。
次に、GW端末1における提供側データカタログ100の生成処理について説明する。図12は、この例にかかるGW端末1における提供側データカタログ100の生成処理を示すフローチャートである。GW端末1は、今回提供側データカタログ100を生成するセンサ装置2の選択を受け付ける(s21)。操作者は、GW端末1の操作部13を操作し、今回、提供側データカタログ100を生成するセンサ装置2を選択する操作を行う。例えば、GW端末1は、この時点において、すでに登録済みであるセンサ装置2のデバイス識別子を表示器に表示する。操作者は、表示器にデバイス識別子が表示されたセンサ装置2の中から、提供側データカタログ100を生成するセンサ装置2を選択する操作を行う。
データカタログ生成機能部113は、s21で選択されたセンサ装置2にかかる提供側データカタログ100の編集生成処理を行う(s22)。s22では、GW端末1は、操作部13において、SDTMで販売するセンシングデータの種類の選択にかかる編集を受け付ける。例えば、GW端末1は、センサ装置2が環境センサであり、気温、湿度、気圧、音圧、加速度、照度の6項目をセンシングデータとして出力できる構成である場合、気温、湿度、気圧、音圧、加速度、照度の項目毎に、SDTMで販売するかどうかの選択を受け付ける(図13(A)参照)。図13(A)において、右側にチェックが入っている項目(図13(A)では、気温、湿度、および照度である。)がSDTMで販売することが選択されたものである(チェックが入っていない項目がSDTMで販売しないことが選択されたものである。)。
また、GW端末1は、操作部13において、提供側データカタログ100の各項目(この時点で記述されていない項目を含む)に対する編集を受け付ける(図13(B)参照)。図13(B)は、GW端末1が、観測対象、適用範囲、取引条件、個人情報、および匿名加工情報について編集を受け付けるときの画面例である。GW端末1は、図13(B)に示していない他の属性についても、s22で編集を受け付ける。
データカタログ生成機能部113は、操作者から編集操作の完了の指示を受け取ると、操作者による編集を反映した提供側データカタログ100を生成する。
データカタログ生成機能部113は、センシングデータの信頼性の判定結果を取得できる場合、センシングデータの信頼性の判定結果を反映した提供側データカタログ100を生成してもよい。例えば、データカタログ生成機能部113は、信頼性判定部116にセンシングデータの信頼性の判定を要求してもよいし、センシングデータの信頼性の判定結果が保存されているデータベースを検索してもよい。
データカタログ生成機能部113は、s22で生成した提供側データカタログ100をデータカタログ保存DB16に記憶するとともに、この提供側データカタログ100をセンサネットワークサーバ3に送信し、登録する(s23)。
次に、GW端末1におけるセンシングデータ提供処理について説明する。図14は、この例にかかるセンシングデータ提供処理を示すフローチャートである。GW端末1は、アプリケーションシステム4に対してセンシングデータを提供する提供タイミングであると判定すると、センシングデータ出力制限機能部114が今回提供するセンシングデータにかかる提供側データカタログ100に基づき、センシングデータ保存DB17から提供するセンシングデータを読み出す(s31、s32)。s32では、提供側データカタログ100に提供することが選択されている観測特性のセンシングデータを読み出し、提供することが選択されていない観測特性のセンシングを読み出さない。すなわち、s32では、提供側データカタログ100に提供することが選択されていない観測特性のセンシングデータについては、センシングデータ保存DB17から読み出さないフィルタリング処理を行っている。センシングデータ出力制限機能部114は、フィルタリング処理を行ったセンシングデータをアプリケーションシステム4に送信する(s33)。GW端末1は、s31〜s33の処理を繰り返す。
次に、GW端末1におけるセンシングデータの信頼性の判定処理について説明する。図15は、この例にかかるGW端末1におけるセンシングデータの信頼性の判定処理を示すフローチャートである。この例では、信頼性判定部116は、上記ソート済み配列における、1番目の要素の値、1%の要素の値、および10%の要素の値で構成される背景雑音データを用いて、センシングデータの信頼性を判定する。以後、背景雑音データを構成するソート済み配列の1番目の要素の値を特徴パラメータXminと称する。背景雑音データを構成するソート済み配列の1%の要素の値を特徴パラメータX1と称する。背景雑音データを構成するソート済み配列の10%の要素の値を特徴パラメータX10と称する。
信頼性判定部116は、特徴パラメータXminが閾値THmin未満の場合(s41:Yes)、センシングデータの信頼性をB1と判定する(s42)。閾値THminは、センサ装置2のセンサ部22が正常に動作している場合に出力されるセンシングデータの最小値に定められる。判定結果B1は、背景雑音が通常より非常に小さいことを意味する。判定結果B1を受けたセンシングデータの信頼性は低い。判定結果B1が得られた場合、例えば、センサ装置2のセンサ部22が故障により正常に機能していないことが推定される。
信頼性判定部116は、特徴パラメータXminが閾値THmin以上、特徴パラメータX1が閾値TH1L以上閾値TH1H未満、かつ特徴パラメータX10が閾値TH10L以上閾値TH10H未満の場合(s41:No,s43:Yes,s44:Yes)、センシングデータの信頼性をAと判定する(s45)。判定結果Aは、背景雑音が通常と略同じことを意味する。判定結果Aを受けたセンシングデータの信頼性は高い。判定結果Aが得られた場合、センサ装置2の状況が適正であることが推定される。
閾値TH1L,TH1H,TH10L,TH10Hは、センサ装置2の設置時のセンシングから得られたセンシングデータに基づいて定められてもよい。閾値TH1L,TH1H,TH10L,TH10Hは、過去に得られた背景雑音データに基づいて定められてもよい。例えば、閾値TH1L,TH1H,TH10L,TH10Hは、図6(A)に示すセンシングデータが下記の判定結果B3を受け、図6(B)および図6(C)に示すセンシングデータが下記の判定結果B2を受けるように定められてもよい。
信頼性判定部116は、特徴パラメータX1が閾値TH1L未満、かつ特徴パラメータX10が閾値TH10L未満の場合(s43:No,s46:Yes、またはs44:No,s46:Yes)、センシングデータの信頼性をB2と判定する(s47)。判定結果B2は、背景雑音が通常より小さいことを意味する。判定結果B2を受けたセンシングデータの信頼性は低い。判定結果B2が得られた場合、例えば、センサ装置2のセンサ部22が塞がれていること、センサ装置2が設置場所から脱落していることが推定される。
信頼性判定部116は、特徴パラメータX1が閾値TH1H以上、かつ特徴パラメータX10が閾値TH10H以上の場合(s46:No,s48:Yes)、センシングデータの信頼性をB3と判定する(s49)。判定結果B3は背景雑音が通常より大きいことを意味する。判定結果B3を受けたセンシングデータの信頼性は低い。判定結果B3が得られた場合、例えば、センサ装置2の不良により内部雑音が発生していること、観測対象のセンシングが妨げられていること、センサ装置2が設置場所から脱落していることが推定される。
信頼性判定部116は、特徴パラメータXmin,X1,X10が上記条件の何れも満たさない場合(S48:No)、センシングデータの信頼性をCと判定する(s50)。判定結果Cは、背景雑音の挙動が通常と異なることを意味する。判定結果Cを受けたセンシングデータの信頼性は低い。
なお、上記のように背景雑音データがセンシングデータの頻度で構成されている場合、信頼性判定部116は、背景雑音データに含まれるセンシングデータの頻度と、適宜定められた閾値とを比較することで、センシングデータの信頼性を判定してもよい。
以上のように、この例では、センシングデータから、背景雑音が反映された背景雑音データが生成される。そして、背景雑音データを用いてセンシングデータの信頼性が判定される。このため、データ利用側にセンシングデータの信頼性の判定結果を提供できる。
なお、上記実施の形態において、背景雑音データは「音声データ」であるとした。しかしながら、背景雑音データは、必ずしも「音声データ」である必要はない。背景雑音データは、たとえば、画像データ等の音声データ以外のデータであってもよい。たとえば、背景雑音データが「画像データ」である場合には、比較的長時間に渡って撮像されている被写体を示す画像データが背景雑音データになる場合がある。
次に、変形例にかかるGW端末6について説明する。図16は、GW端末6の主要部の構成を示すブロック図である。GW端末6は、制御部61、判定結果保存データベース68(判定結果保存DB68)、およびセンサ装置設置場所保存データベース69(センサ装置設置場所保存DB69)を備えている。センサ装置設置場所保存DB69が、この発明で言う記憶部に相当する。制御部61は、信頼性判定部616、判定結果出力部617、およびセンサ装置選択部618を有している。
判定結果保存DB68はセンシングデータの信頼性の判定結果を記憶する。センサ装置設置場所保存DB69は、センサ装置2の設置場所にかかるセンサ装置設置場所データを記憶する。
信頼性判定部616は、センサ装置2aのセンシングにより得られる判定対象のセンシングデータにかかる背景雑音データと、センサ装置2aとは別のセンサ装置2bのセンシングにより得られるセンシングデータにかかる背景雑音データとを比較することで、判定対象のセンシングデータの信頼性を判定する。センサ装置2a,2bが、それぞれ、この発明で言う第1センサ装置および第2センサ装置に相当する。判定結果出力部617は、上記の判定結果出力部117の動作に加えて、センシングデータの信頼性の判定結果を判定結果保存DB68に記憶する。センサ装置選択部618は、センサ装置設置場所データを用いて、センサ装置2bとして、センサ装置2aに近接するセンサ装置を選択する。
次に、GW端末6におけるセンシングデータの信頼性の判定処理について説明する。図17は、GW端末6におけるセンシングデータの信頼性の判定処理を示すフローチャートである。
信頼性判定部616は、判定対象のセンシングデータにかかるセンサ装置2aおよび観測対象の観測特性をセンサ装置選択部618に通知する(s61)。判定対象のセンシングデータは、背景雑音データ取得機能部115により取得された背景雑音にかかるセンシングデータである。
センサ装置選択部618は、通知された観測対象の観測特性をセンシングし、通知されたセンサ装置2aに近接し、かつ正常に動作しているセンサ装置2bを選択する(s62)。
例えば、センサ装置選択部618は、提供側データカタログ100のセンシングデータ対象を参照して、2つのセンサ装置2が同じ観測対象の観測特性をセンシングしているか否かを判断する。センサ装置選択部618は、センサ装置設置場所保存DB69に保存されたセンサ装置設置場所データに基づいて、2つのセンサ装置2の間の距離を算出する。そして、センサ装置選択部618は、算出した2つのセンサ装置2の間の距離が閾値より短い場合、2つのセンサ装置2が互いに近接していると判定する。センサ装置選択部618は、判定結果保存DB68に保存されたセンシングデータの信頼性の判定結果を参照して、センサ装置2が正常に動作しているか否かを判断する。センサ装置選択部618は、現在から所定期間前までの間、センシングデータが信頼できると判定されたセンサ装置2を正常に動作しているとみなす。
信頼性判定部616は、センサ装置選択部618が選択したセンサ装置2bに、判定対象のセンシングデータにかかる背景雑音データに対応する背景雑音データを要求する(s63)。信頼性判定部616は、センサ装置2bから背景雑音データを受信すると(s64)、図15に示す処理を行うことで、判定対象のセンシングデータの信頼性を判定する(s65)。
但し、この変形例において、特徴パラメータXmin,X1,X10は、センサ装置2aから得られるセンシングデータにかかる背景雑音データである。閾値THminは、センサ装置2aのセンサ部22が正常に動作している場合に出力されるセンシングデータの最小値に定められる。また、信頼性判定部616は、センサ装置2bにかかる背景雑音データに基づいて、閾値TH1L,TH1H,TH10L,TH10Hを定める。例えば、信頼性判定部616は、背景雑音データに含まれる特徴パラメータY1,Y10を用いて、TH1L=Y1−α,TH1H=Y1+α,TH10L=Y10−α,TH10H=Y10+αのように、閾値TH1L,TH1H,TH10L,TH10Hを定める。ここで、特徴パラメータY1は、センサ装置2bにかかるソート済み配列の1%の要素の値である。特徴パラメータY10は、センサ装置2bにかかるソート済み配列の10%の要素の値である。α>0は適宜定められる。
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
少なくとも1つのハードウェアプロセッサを有し、
前記ハードウェアプロセッサが、
センサ装置のセンシングにかかるセンシングデータに含まれる背景雑音が反映された背景雑音データを取得し、
取得された前記背景雑音データを用いて、前記センシングデータの信頼性を判定し、
前記センシングデータの信頼性の判定結果を出力する、
センサ管理ユニット。
(付記2)
少なくとも1つのハードウェアプロセッサを用いて、
センサ装置のセンシングにかかるセンシングデータに含まれる背景雑音が反映された背景雑音データを取得し、
取得された前記背景雑音データを用いて、前記センシングデータの信頼性を判定し、
前記センシングデータの信頼性の判定結果を出力する、
センシングデータ評価方法。
1,6…ゲートウェイ端末(GW端末)
2,2a,2b…センサ装置
3…センサネットワークサーバ
4…アプリケーションシステム
5…ネットワーク
11,21,61…制御部
12…センサ装置接続部
13…操作部
14…通信部
15…雛形保存データベース(雛形保存DB)
16…データカタログ保存データベース(データカタログ保存DB)
17…センシングデータ保存データベース(センシングデータ保存DB)
22…センサ部
23…ゲートウェイ接続部(GW接続部)
24…センシングデータ記憶部
25…デバイス情報記憶部
68…判定結果保存データベース(判定結果保存DB)
69…センサ装置設置場所保存データベース(センサ装置設置場所保存DB)
100…提供側データカタログ(提供側DC)
101…利用側データカタログ(利用側DC)
111…センサ装置登録機能部
112…センシングデータ取得機能部
113…データカタログ生成機能部
114…センシングデータ出力制限機能部
115…背景雑音データ取得機能部
116,616…信頼性判定部
117,617…判定結果出力部
211…センシングデータ管理部
212…背景雑音データ生成機能部
618…センサ装置選択部

Claims (9)

  1. センサ管理ユニットの外部に設けられた少なくとも1つのセンサ装置からセンシングデータを受信するように構成されたセンサ管理ユニットであって、
    前記センシングデータは、前記センサ装置が対象を観測することによって生成され、かつ、前記対象以外に起因した雑音を示す背景雑音データを含み、
    前記センサ管理ユニットは、
    前記背景雑音データを取得するように構成された背景雑音データ取得部と、
    前記背景雑音データに基づいて前記センシングデータの信頼性を判定するように構成された信頼性判定部と、
    前記信頼性判定部による判定結果を出力するように構成された判定結果出力部とを備える、センサ管理ユニット。
  2. 前記背景雑音データ取得部は、前記センサ装置から前記背景雑音データを受信するように構成されている、請求項1に記載のセンサ管理ユニット。
  3. 前記背景雑音データ取得部は、前記センシングデータから前記背景雑音データを抽出するように構成されている、請求項1に記載のセンサ管理ユニット。
  4. 前記信頼性判定部は、前記背景雑音データが示す値と閾値とを比較することによって前記センシングデータの信頼性を判定するように構成されている、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のセンサ管理ユニット。
  5. 前記センサ装置としては、少なくとも第1センサ装置と第2センサ装置とが存在し、
    前記信頼性判定部は、前記第1センサ装置によって生成された前記センシングデータに含まれている前記背景雑音データと、前記第2センサ装置によって生成された前記センシングデータに含まれている前記背景雑音データとを比較することによって、前記第1センサ装置によって生成された前記センシングデータの信頼性を判定するように構成されている、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のセンサ管理ユニット。
  6. 各センサ装置の設置場所を示すセンサ装置設置場所データを記憶するように構成された記憶部と、
    前記センサ装置設置場所データを参照して、前記第1センサ装置に近接する位置に設置されている前記センサ装置を前記第2センサ装置として選択するように構成されたセンサ装置選択部とをさらに備える、請求項5に記載のセンサ管理ユニット。
  7. 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のセンサ管理ユニットと、
    前記センサ管理ユニットの外部に設けられたセンサ装置とを備える、センシングデータ流通システム。
  8. センサ管理ユニットの外部に設けられた少なくとも1つのセンサ装置から受信されたセンシングデータを評価するセンシングデータ評価方法であって、
    前記センシングデータは、前記センサ装置が対象を観測することによって生成され、かつ、前記対象以外に起因した雑音を示す背景雑音データを含み、
    コンピュータが、
    前記背景雑音データを取得するステップと、
    前記背景雑音データに基づいて前記センシングデータの信頼性を判定するステップと、
    前記信頼性の判定結果を出力するステップとを実行する、センシングデータ評価方法。
  9. センサ管理ユニットの外部に設けられた少なくとも1つのセンサ装置から受信されたセンシングデータの評価をコンピュータに実行させるセンシングデータ評価プログラムであって、
    前記センシングデータは、前記センサ装置が対象を観測することによって生成され、かつ、前記対象以外に起因した雑音を示す背景雑音データを含み、
    前記背景雑音データを取得するステップと、
    前記背景雑音データに基づいて前記センシングデータの信頼性を判定するステップと、
    前記信頼性の判定結果を出力するステップとを前記コンピュータに実行させる、センシングデータ評価プログラム。
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